溶解度的计算(考点突破)

有关溶解度的计算考点1饱和溶液和溶解度曲线一种或几种物质分散在另一种物质里，形成均一、稳定的混合物叫溶液，它是我们重点研究过的分散系（高中阶段还将继续学习浊液和胶体）。在溶液中，被溶解的物质叫溶质，溶解其他物质的叫溶剂。在一定温度和一定溶剂的溶液中，根据能否再溶解溶质，可以把溶液分成饱和溶液和不饱和溶液，前者不能再溶解溶质，后者还可再溶解溶质。在一定温度下，固体物质在100g水中达到饱和溶液时所溶解溶质的质量，称为溶解度，它被用来定量化的表示物质的溶解性，即溶解在水中的能力。同一种物质在水中的溶解度随温度的变化而变化，这种变化常用溶解度曲线来表示。利用溶解度曲线可以查出某一种物质在不同温度时的溶解度，可以比较不同物质在同一温度时的溶解度大小，可以看出不同物质溶解度随温度的变化情况，可以计算出曲线中任一组成溶液的质量分数及其分类（饱和溶液、不饱和溶液或者过饱和溶液）。在一定温度下的任何物质的饱和溶液中，都存在如下关系：溶质质量/（溶剂质量+溶质质量）=S/（100+S）,它是有关溶解度计算的基本依据。【例题1】下图是三种物质在水中的溶解度曲线，据图回答下列问题:（1）在10c至20C之间，三种物质的溶解度大小顺序是N点时，对A而言是其溶液，对C而言是其溶液，M点的意义:（3）20C时，30克B的饱和溶液中含B物质克。若要把混在固体A中的少量B除去，最好采用的方法进行；若使B从饱和溶液中结晶出来，最好采用。（5）10C时分别将三种物质的饱和溶液升温至30C,有晶体析出的是。溶质质量分数保持不变的有。（6）20C时，若配制溶质质量分数为5%的A溶液100g,需Ag，该温度下为何不能配制成20%的A溶液，理由是考点二：气体溶解度与固体一样，气体在水中也有一定的溶解度。气体在水中的溶解度不仅跟气体的性质有关，还跟压强和温度有关。当温度不变时，随着压强的增大，气体的溶解度增大；当压强不变时，随着温度的升高，气体的溶解度降低。气体溶解度是指该气体在压强为101kPa,定温度时，溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体的体积。如在0C、1个标准大气压（也就是标准状况）时1体积水能溶解0.049体积氧气，此时氧气的溶解度为0.049。在高中化学中会涉及较多气体的溶解度，如常温常压下，1体积的水可溶解大约2体积氯气，即氯气的溶解度为2;常温常压下，1体积水可溶解大约700体积的氨气，即氨气的溶解度为700;常温常压下，1体积水可溶解大约500体积的氯化氢，即氯化氢气体的溶解度为500等。【例题2】在0C、1个标准大气压（也就是标准状况）时，氧气的溶解度为0.049,则在相同状况下，100mL水中可溶解氧气（）B.0.049gA.0.0049gC.0.49gD.0.007g溶质从溶液中析出形成晶体（有规则几何外形的固体）的过程，称为结晶。结晶的动力来自溶液的过饱和度（溶液中溶质的质量分数超过其饱和溶液质量分数之值）。结晶的方法一般有两种：一种是蒸发溶剂法，它适用于温度对溶解度影响不大的物质，沿海地区“晒盐”就是利用的这种方法；另一种是冷却热饱和溶液法，它适用于温度升高，溶解度也增加的物质，如北方地区的盐湖，夏天温度高，湖面上无晶体出现，每到冬季，气温降低，石碱（Na2CO310H2O）、芒硝（Na2SO410H2O）等物质就从盐湖里析出来。在实验室里为获得较大的完整晶体，常使用缓慢降低温度，减慢结晶速率的方法。对于两种可溶物质组成的混合物的分离或提纯，谁含量多谁就容易达到饱和，就用对应的结晶方法。对于NaCI和KNO3组成的混合物，当NaCI多而KNO3少时，提纯食盐常采用蒸发结晶方式；当KNO3多而NaCI少时，提纯硝酸钾常采用降温结晶方式。人们不能同时看到物质在溶液中溶解和结晶的宏观现象，但是溶液中实际上同时存在着组成物质的微粒在溶液中溶解与结晶的两种可逆的运动。在一定温度下的饱和溶液中，这两种结果相反的变化速率相等时，晶体的质量和溶质的浓度都能保持不变，这一状态常被称为溶解平衡，此时溶解和结晶过程并未停止，因此溶解平衡是一种动态平衡。蒸发溶剂或改变温度，溶解和结晶速率不再相等，溶解平衡状态被破坏，宏观上溶液不再是饱和状态，会继续溶解溶质或析出溶质，直到重新建立新的溶解平衡。当改变温度或减少溶剂，使某一温度下溶质微粒的结晶速率大于其溶解的速率，溶质便会从溶液中结晶析出。【例题3】硝酸钠在10C时溶解度为80g,现将10C时的硝酸钠饱和溶液98g蒸发掉20g水，此时有多少克晶体析出？若取该温度下质量分数为40%的硝酸钠溶液200g，在10C时恒温蒸发掉40g水后又能析出多少克硝酸钠晶体？【例题4】将某温度下质量分数为50%的80g硝酸钾溶液冷却到20C时，有多少克硝酸钾晶体析出？若将此溶液升高到100C并形成此时的饱和溶液，至少要加入多少克硝酸钾晶体？（已知20C时硝酸钾溶解度为31.6g,100C时为246g）【例题5】取20C时某硫酸铜饱和溶液，蒸发掉71g水后，冷却可得到25gCUSO45H2O晶体，求该温度时硫酸铜的溶解度？取该温度时一定量的硫酸铜饱和溶液，向其中加入1.6g无水硫酸铜，再在恒温条件下蒸发掉10g水，能析出多少克五水硫酸铜晶体？总之，改变溶剂的质量或溶液所处的温度，可能改变溶液的饱和性质。通过单独改变溶质、溶剂的质量，或同时改变溶质、溶剂的质量，经过溶解或结晶的过程，总能找出某温度时的饱和溶液，只要能确定其质量组成，就能依据饱和溶液的特征将化学问题转化为数学方程。限时作业（满分50分限时30min）一、选择题（本题包括8小题，每小题4分，共32分，每题有12个正确答案，全对得4分,不全对得2分）1.下列有关溶液的说法中，正确的是（）A固体物质的溶解度都随温度的升高而增大B一定温度下，饱和溶液增加溶剂一定变为不饱和溶液C.将30g硝酸钾投入到70g水中，所得溶液质量一定是100gD.5g食盐完全溶于100g水中，所得溶液中溶质的质量分数为5%2.将20C时的硝酸钾饱和溶液升温至50C（不考虑水分蒸发），一定发生改变的是（）A.溶剂的质量B.溶液的质量C.硝酸钾的溶解度D.溶质的质量某物质（仅含一种溶质）的溶液在tC时，恒温蒸发掉10g水，析出了2g晶体；再恒温蒸发掉10g水，析出了3g晶体，则下列说法正确的是（）A.原溶液一定是不饱和溶液B.该物质的溶解度为20gC.原溶液一定是稀溶液D.该物质的溶解度为30g4.某温度下，甲、乙两个烧杯中各盛有100g相同浓度的KCI溶液，现将甲烧杯中的溶液蒸发掉35gH2O，析出晶体5g;乙烧杯中的溶液蒸发掉45gH20,析出晶体10g。则原溶液的质量分数为（）A.10%B.15%C.20%D.25%5.在tC时,某CuS04饱和溶液蒸发ag水后，同时析出wg胆矶。若保持温度不变，剩余溶液的溶质质量分数为1600WA.25a+25w%B_x100%25a+9w16wC莎x100%16wD.25a+w%6.在一定温度下，向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06克无水Na2CO3,搅拌后静置，最终所得晶体的质量（）A.等于1.06克B.大于1.06克而小于2.86克C.等于2.86克D.大于2.86克7.分别取等质量的80C的甲、乙两种化合物的饱和溶液，降温至20C后，所析出的甲的质量比乙的大（甲和乙均无结晶水）。下列关于甲、乙溶解度的叙述中肯定正确的是（）A.20C时，乙的溶解度比甲的大B.80C时，甲的溶解度比乙的大C.温度对乙的溶解度影响较大D.温度对甲的溶解度影响较大8.下图是几种盐的溶解度曲线，下列说法正确的是（）11一：m0203040ftO（T）A.40C时先将35g食盐溶于100g水中，后降温至0C可析出氯化钠晶体B.20C时硝酸钾饱和溶液的质量分数是31.6%60C时200g水中溶解80g硫酸铜达饱和，当降温至30C时，可析出30g硫酸铜晶体30C时将35gKNO3和35gNaCI同时溶于100g水中，蒸发时先析出NaCI二、填空题（本题包括2小题，共18分）（8分）80C时有饱和硫酸铜溶液310g,加热蒸发掉100g水后冷却到30C可析出多少克胆矶晶体？（已知80C时硫酸铜溶解度为55g,30C时硫酸铜溶解度为25g）（10分）30C时，硫酸钠的溶解度为40g。用惰性电极电解一定质量的硫酸钠饱和溶液，通电发生2出0=2出匸+O2T，在一共收集到标准状况下的气体为67.2L时停止通电，溶液中析出晶体（Na2SO410H2O）质量是多少克？答案精析【例题1】BAC(2)不饱和过饱和(存在不溶性固体的饱和溶液)在20C时，A与B溶解度相等，都为20g(3)5降温结晶蒸发结晶(5)CA和B(6)5该温度下100g水最多溶解20gA，浓度最大为16.7%【例题2】D“0.049”为气体的溶解度，表示在标准状况下，1体积水中溶解0.049体积氧气就达到饱和状态。因此100mL水中可溶解标准状况下100X0.049=4.9mL氧气，所以m(O2)=n(O2)xM(O2)=V2-xVmM(O2)=一3一14.9mLx10LmL22.4Lmol1x32gmol1=0.007g。在实际选择时，若明确0.049是指体积，则答案一般不会是其简单整数倍，可快速否定A、B、C项。【例题3】分析从10C时的硝酸钠饱和溶液中蒸发掉水，必然会有晶体从溶液中析出，剩余溶液(通常称为母液)一定也是饱和溶液，此过程相当于“原饱和溶液=母液+晶体+蒸发掉的水”，也就是“晶体+蒸发掉的水=原饱和溶液-母液”，因为母液是饱和溶液，所以原饱和溶液分出部分(减去)母液后，剩余部分必然也是饱和溶液。也就是把晶体重新溶解在蒸发掉的水中，必然也会是该温度下的饱和溶液，找到了饱和溶液，就找到了将化学问题转化为数学方程的“立式之本”。后一过程相当于“40%溶液=母液+晶体+蒸发掉的水”，晶体+蒸发掉的水=40%溶液一母液。由于10C时，40%的硝酸钠溶液是否饱和未明示，所以“晶体+蒸发掉的水”形成溶液是否饱和也不明，若40%溶液是饱和的，则形成饱和溶液；若不饱和，则也形成不饱和溶液。找出饱和溶液，就能找到“立式之本”，根据这一思维策略可将前式变为“母液=40%溶液-晶体-蒸发掉的水”，也就是原溶液在减少溶剂和溶质后将形成饱和溶液。答案二种情况下析出晶体均为16go解析设从10C时硝酸钠饱和溶液中蒸发掉20g水析出晶体质量为x,20g水和x的溶质可组成饱和溶液，所以100=20,x=16go从10C时质量分数为40%硝酸钠溶液蒸发掉40g水析出晶体质量为X,剩余母液为饱和溶液，m(原溶质一x=80gm原溶液-40g=100g则20gx4%-x=込解得x=16g200gx60%4g10g【例题4】分析前一过程可描述为“50%溶液析出晶体=20C时饱和溶液”，因此，变化后的溶液组成必须符合20C时饱和溶液的要求。后一过程可描述为“50%溶液+增加溶质=100C时饱和溶液”，变化后的溶液组成必须符合100C时饱和溶液的要求。找到了饱和溶液及其定量组成，就找到了“立式之本”，就能解决问题，这是有关溶解度计算的思维基点。答案降温到20C时析出27.36g晶体形成饱和溶液，若升温并形成100C的饱和溶液需加入58.4g的硝酸钾。解析设冷却到20C时析出硝酸钾晶体质量为x原溶质x_31.6gm原溶剂100g80gx50%x_31.6g80gx50%100g解得x=27.36g。设升温到100C时须加入硝酸钾晶体质量为ymf原溶质片y=246gm原溶剂=100g80gx50%+y=246g80gx50%=100g解得y=58.4g。【例题5】分析前一过程可描述为“原饱和溶液=母液+71g水+25gCUSO45出0”，显然，71g水+25gCUSO45H2O=原饱和溶液母液，显然，71g水和25gCuS045H2O混合将形成20C时硫酸铜的饱和溶液，也就有了“立式之本”。后一过程可描述这“原饱和溶液+1.6gCuSO4=母液+10g水+析出晶体CUSO45H2O”显然，原饱和溶液母液=10g水+析出晶体CUSO45H2O1.6gCuSO4，显然，“10g水+析出晶体CUSO45H2O1.6gCUSO4”将形成20C时硫酸铜的饱和溶液，也就有了“立式之本”。答案20C时硫酸铜溶解度为20g,后一过程中可析出约6.34gCUSO45H2O晶体。解析该温度时硫酸铜的溶解度为Sm溶质）sm（溶剂100g16025gxy160+5X18_S5X18_100g71g+25gX160+5X18解得S=20g。设析出五水硫酸铜晶体质量为xmf溶质=20gm（溶剂=100gxx160160+901.6g10+xx90160+9020g100g解得x=6.34g限时作业1.B固体物质的溶解度大部分随温度升高而增大，但也有部分随温度升高而降低，如氢氧化钙，所以A错；30g硝酸钾不一定能在70g水中完全溶解，因此溶液质量不一定为二者之和，所以C错；5g食盐完全溶于100g水中，溶质质量分数为溶质与溶液质量之商，所以质量分数肯定比5%小。CAD前一过程可描述为原溶液10g水2g晶体=母液；后一过程可描述为原溶液20g水一5g晶体=母液。后一过程中蒸发水量为前一过程的2倍，但其晶体析出量比2倍大，说明原溶液一定是不饱和溶液，A正确。将此两个恒等式左右相减可得10g水+3g晶体=母液母液，即10g水中溶解3g晶体将组成饱和溶液，该物质溶解度为30g,D正确。D甲操作可描述为100g原溶液35g水5g晶体=60g母液，乙操作可描述为100g原溶液45g水10g晶体=45g母液。将此两个恒等式左右相减可得10g水+5g晶体=母液母液，即10g水中溶解5g晶体将组成饱和溶液，该物质溶解度为50g，饱和溶液质量分数为1/3。对甲而言，剩余60g母液中含溶质20g,水40g，所以100g原溶液中共含溶质25g,质量分数为25%,D正确。B原过程可描述为硫酸铜饱和溶液ag水wg胆矶晶体=母液，ag水+wg胆矶晶体=硫酸铜饱和溶液-母液，wg胆矶晶体溶解在ag水中形成的溶液与原饱和溶液、母液的质量分数相同。D原溶液是饱和溶液，不能再溶解碳酸钠，但1.06g碳酸钠要吸收1.8g水形成十水碳酸钠晶体，从饱和溶液中减少1.8g水后，必有部分溶质要从饱和溶液中析出，所以晶体析出质量要大于2.86g。DD由图可知，0C时食盐溶解度为35.7g,35g食盐溶解在100g水中并不能形成饱和溶液，也就不可能出现晶体，A错;20C时硝酸钾溶解度为31.6g，溶液质量分数为31.6讯100+31.6），肯定不是31.6%,B错；30C时硫酸铜溶解度为25g,200g水只要50g硫酸铜就能达到饱和，由于析出的是硫酸铜晶体，含水，所以晶体质量大于30g,C错误；30C时氯化钠溶解度小于硝酸钾溶解度，对应饱和溶液质量分数也是食盐较硝酸钾小，故将溶液蒸发过程中，氯化钠首先变成饱和溶液，当然也先析出晶体，D正确。154.55g解析原饱和溶液中有溶质质量为110g,溶剂为200g。蒸发100g水并析出胆矶CUSO45H2O物质的量为x后形成30C时饱和溶液，20001006090X=眾，解之得x=詈mol，折合质量为154.55g。66.24g解析电解过程可描述为原饱和溶液电解掉的水析出xmolNa2SO410H2O=母液，也就是“电解掉的水+析出xmolNa2SO410H2O=原饱和溶液一母液”，将析出的晶体和电解掉的水混合可形成相应饱和溶液。当两极析出67.2L气体时相当于电解2molH2O。设析出晶142x40体（Na2SO410H2O）的物质的量为x,由饱和溶液特点可得180x+36=云，解得x=144/700mol,1441其质量为700molX322gmol=66.24g。